车削活塞环工装的改进

张 林，高 枫

（1. 哈尔滨汽车轴承有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000； 2.哈尔滨广翰动力传动有限公司，黑龙江 哈尔滨150036）

车削活塞环工装的改进

张 林1，高 枫2

（1. 哈尔滨汽车轴承有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000； 2.哈尔滨广翰动力传动有限公司，黑龙江 哈尔滨150036）

通过对活塞环车削工装的改进，提高了生产效率，减少了废品和生产成本。

活塞环；工装改进；螺栓锁紧：内、外螺纹锁紧；锁紧力

1 前言

活塞环用在活塞杆的环槽上，起到密封作用，工件质量要求很严格。因为零件材料是填充聚四氟乙烯，材质较软、耐磨损、易变形，所以夹紧力要适当，锁紧力大工件端面要出现压痕，影响密封效果，严重时产品会出现漏气现象；锁紧力小，工件与芯轴脱离容易发生炸胎现象，而使零件报废。因此，活塞环的夹紧工装就显得尤为重要。原螺栓锁紧工装（旧工装）存在夹紧时活塞环受力不均，车削外圆时，有时活塞环自身的弹力大于锁紧力，以至于出现炸胎现象。另外，螺栓锁紧工装组成工装的零件很多，累计误差大。针对以上问题，就车削活塞环的工装进行了改进，具体内容如下。

2 螺栓锁紧工装（旧工装）

2.1 螺栓锁紧工装结构

活塞环见图 1。本文叙述的工装是为加工活塞环的内、外圆而设计的。螺栓锁紧工装装配图见图 2。

2.2 螺栓锁紧工装工作程序

图1 活塞环

图2 螺栓锁紧工装装配图

首先将法兰座装夹在夹盘上，用百分表把φ25mm外圆找至0.01mm以内，然后把装有活塞环的工装套B压入法兰座A，接着把法兰盘C放到工装套B的另一端，用带有M10螺母和M10×80mm长螺栓分别放在法兰座A与法兰盘C的缺口处，并逐个锁紧，找正后车内孔至尺寸，再用M16×40mm螺栓装入已车成的内孔中锁紧，卸下长螺栓以及法兰盘C和工装套B，然后开始加工外圆至尺寸，最后抽出M16×40mm螺栓取出工件。

3 内外螺纹锁紧工装（新工装）

3.1 内外螺纹锁紧工装结构

内外螺纹锁紧工装装配图见图 3。

图3 内外螺纹锁紧工装装配图

3. 2 内外螺纹锁紧工装的工作程序

首先将工装螺纹座A装夹在夹盘上，用百分表将端面及外圆找至0.01mm以内，然后将活塞环放入螺纹套B中，并将其锁紧在螺纹座A上。先将内孔车成，接着把螺栓C装入已经车好的内孔中并锁紧。卸下螺纹套B，开始车外圆至尺寸，最后卸下螺栓C取出工件。

4 新旧工装对比分析

4.1 螺栓锁紧工装（旧工装）的分析

4.1.1 旧工装的优点

当锁紧螺栓时工件端面与法兰盘接触面不发生位置移动，只发生上下挤压作用，当锁紧力适当时工件端面不会受到损坏。

4.1.2 旧工装的缺点

螺栓锁紧工装组成工装的零件很多，累计误差大，在安装四个长螺栓时，因为用手锁紧的力量不同，旋紧力N1≠N2≠N3≠N4，所以法兰盘向下的压力F1≠F2≠F3≠F4这样，当车好内孔后，装上螺栓卸下四个长螺栓时，容易使已经加工好的内孔产生位移，加工外圆以后，零件的同轴度达不到图纸要求，同时在车削外圆时，由于螺栓锁紧受力不均匀，再加上车削力的作用，使得有时活塞环自身的弹力大于锁紧力，以至于出现炸胎现象。

4.1.3 旧工装加工出的产品的各项指标

螺栓锁紧工装装夹一次需要15min，每胎装3个活塞环，按每天8h计算，一天总共生产96个活塞环，其中废品及炸胎20个左右。

废品率为20÷96＝20.8%。

合格率为（96-20）÷96＝79.2%。

4.2 内外螺纹锁紧工装（新工装）的分析

4.2.1 新工装的优点

（1）采用内外螺纹锁紧工装，组成工装的零件少。

（2）减少了安装时的累计误差。

（3）装夹快捷，装夹一次只需8min，大大缩短了装夹时间。

（4）采用内外螺纹锁紧工装可以使工件受力均匀，保证产品同轴度的要求。

螺纹座装夹在夹盘上时已经将端面、外圆找至公差0～0.01mm范围内，这样就可以把螺纹座看作是基准。当旋紧螺纹套时，螺纹座的端面对活塞环端面有一个压力F，同时螺纹座的螺纹面对螺纹套有一个顶力F1，这时F＝F1。压紧力F是否均匀分布在活塞环端面上，取决于螺纹座端面的跳动量和螺纹套配合的精度。因为螺纹座和螺纹胎都是一次装夹车成，各工序间形位公差的误差在0.01mm以内，所以配合误差在0.03mm以内。活塞环图纸公差为0.07mm，这样就完全符合图纸要求。以上分析说明活塞环在螺纹套锁紧力的作用下，端面受力是均匀一致的。所以就不会使活塞环产生错位、偏移现象。当内孔车成后，安装螺栓时，工件也不会发生位移，所以加工出的工件能达到同轴度的要求，保证了产品质量。

采用内、外螺纹锁紧工装，主要是为了解决在生产活塞环及小型环状工件时，装夹繁琐成本高、产品质量差的问题。最终实现提高劳动生产率、产品合格率、降低生产成本，使加工环节更简捷。

4.2.2 新工装的缺点

采用内外螺纹锁紧工装，锁紧螺纹套时，活塞环端面与螺纹座接触面有旋转摩擦，这样会影响活塞环端面的粗糙度。经过测试，当螺纹座端面的粗糙度越小，锁紧时对活塞环端面粗糙度影响越小，两者成正比关系，所以要求螺纹座端面的表面粗糙度至少为Ra1.6，以保证活塞环端面粗糙度达到图纸设计要求。

4.2.3 新工装加工出的活塞环的各项指标

采用新工装装夹一次需要8min，螺纹套每胎能装夹4个活塞环，每天按8h计算，一天总共能生产活塞环240个。由于炸胎现象不存在，工装不合理产生的废品也没有了，所以废品率为0，合格率为100%。

新工装比旧工装每天多生产活塞环：240-96＝144个。

新工装比工装提高劳动生产率：(240-96) ÷96＝1.5倍。

5 结束语

经过以上新旧工装的对比和讨论，得出内外螺纹锁紧工装（新工装）的确优于螺栓锁紧工装（旧工装）的结论，解决了加工活塞环装夹繁琐、废品率高、劳动生产率低、生产成本高的问题。说明对旧工装进行合理改进，也能使加工能力上有很大提高。内外螺纹锁紧工装适用于中小型、锁紧力小、工件精度要求较高的环形零件的加工。

（编辑：钟 媛）

Improvement on turning tooling of piston ring

Zhang Lin1, Gao Feng2
( 1. Harbin Automobile Bearing Co., Ltd. ,Harbin 150000, China; 2. Harbin Guanghan Power Transmission Co.,Ltd.,Harbin 150036, China ）

By means of improving the turning tooling of piston ring, the productivity was put up with less waste products and lower production cost.

piston ring; improvement on tooling; bolt locking; internal and external thread locking; locking force

TG511

B

1672-4852（2014）03-0056-03

2014-03-22.

张 林（1986-），男，助理工程师.